廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕頭供電局基于傾斜攝影的變電站無人機自動巡視研究與應(yīng)用獲“電力行業(yè)設(shè)備管理創(chuàng)新成果”

一、創(chuàng)新成果概述

為解決變電站無人機自動巡視的關(guān)鍵技術(shù)難點，汕頭供電局組建攻關(guān)團隊開展變電站數(shù)字實景模型研究與應(yīng)用工作，確定基于傾斜攝影的實景模型技術(shù)路線，全面完成所轄變電站數(shù)字模型搭建工作。經(jīng)過一年多的實踐，汕頭供電局在變電站無人機傾斜攝影建模及自動巡視新技術(shù)上取得重大突破，實現(xiàn)了由運維人員自主掌握變電站建模、規(guī)劃無人機航線等核心技能，并于2021年6月在全網(wǎng)率先完成除禁飛區(qū)外的所有戶外變電站的三維建模和航線規(guī)劃，并已利用無人機開展日常巡視。汕頭供電局的技術(shù)方案得到廣東電網(wǎng)公司的認可，在《廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司2021年變電站無人機自動巡檢全覆蓋推進工作方案》中全省推廣應(yīng)用，項目組成員參與《35kV-500kV變電站三維建模技術(shù)規(guī)范》、《35kV-500kV變電站無人機自動巡檢航線規(guī)劃技術(shù)規(guī)范》等企業(yè)標準編制，目前已完成標準初稿并由省公司下發(fā)21個地市局使用。

二、創(chuàng)新成果背景（意義、必要性）

變電站建模是無人機自動巡視的基礎(chǔ)技術(shù)。傳統(tǒng)的其他建模技術(shù)，通常具有實施成本較高、高效率，低成本，高質(zhì)量等特點，傾斜攝影建模采用高精度定位無人機搭載專業(yè)測繪鏡頭，通過在變電站上空進行航拍采集數(shù)據(jù)生成實景與點云模型?；趦A斜攝影的變電無人機自動巡視，從建模到航線規(guī)劃，均能自主實施，變電站建模、航線規(guī)劃方法可快速復(fù)制，能極大提高無人機自動巡視推廣的效率，快速實現(xiàn)大范圍覆蓋。以一個220kV變電站為例，采集模型一般需要1天，模型解算1天，航線規(guī)劃2天，總耗時4天?；邳c云的技術(shù)路線則需要16-20天。

三、創(chuàng)新成果主要做法

基于傾斜攝影的實景模型及無人機在變電站中的應(yīng)用經(jīng)歷了技術(shù)路線探索，現(xiàn)場測試，全面推廣應(yīng)用三個階段，具體情況如下。

技術(shù)路線探索階段，汕頭供電局在創(chuàng)新工作上積極探索，通過與眾多行業(yè)專家廣泛交流、做好各類前沿技術(shù)調(diào)研等工作，項目團隊對數(shù)字建模及無人機自動巡視技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向有了基本了解。

現(xiàn)場測試階段，經(jīng)過充分準備，汕頭供電局于2020年7月起，組建技術(shù)攻關(guān)團隊，對500kV臚崗站（戶外敞開式）、110kV沙隴站（戶外敞開式）等6座變電站進行了無人機傾斜攝影建模拍攝采集工作。

全面推廣階段，在相關(guān)風(fēng)險管控措施落實到位后，經(jīng)汕頭供電局統(tǒng)一部署，調(diào)配資源，在6月25日前完成了所轄11個巡維中心站無人機實飛工作，在全網(wǎng)率先實現(xiàn)所有變電站、換流站的戶外設(shè)備無人機自動巡視100%全覆蓋。

四、創(chuàng)新成果主要亮點

基于傾斜攝影的實景模型建模研究成果成功落地。

汕頭供電局確定了基于傾斜攝影的技術(shù)路線并成功落地應(yīng)用，無人機代替運維人員開展巡視工作，開創(chuàng)了目前為止最為經(jīng)濟的一種建模方式。

成功將數(shù)字實景模型作為數(shù)字變電“云大物移智”技術(shù)在變電站應(yīng)用的承載平臺。汕頭供電局已經(jīng)實現(xiàn)了基于模型的施工現(xiàn)場勘查、智能巡檢、缺陷上報、隱蔽工程管理、事故演練與培訓(xùn)、無人機智能巡檢等變電生產(chǎn)管理人員喜聞樂見的應(yīng)用。接下來我們將以解決現(xiàn)場痛點、難點問題為出發(fā)點，不斷探索和拓展應(yīng)用空間，加快推進各類應(yīng)用的實用化，更好地實現(xiàn)設(shè)備的數(shù)字化和管理的信息化。

培養(yǎng)一批變電站設(shè)備數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域的跨專業(yè)、復(fù)合型人才。汕頭供電局的運維人員積極主動參與變電站數(shù)字建模和應(yīng)用工作，通過開展專業(yè)培訓(xùn)取證，擁有一支82人的無人機飛行員隊伍，為汕頭局數(shù)字變電的順利推進提供了人才保障。

構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)保護體系，逐步完善專利布局。截至目前，汕頭供電局參與編制《變電站傾斜攝影建模技術(shù)規(guī)范》等網(wǎng)公司企業(yè)標準4項、《變電無人機巡檢作業(yè)指導(dǎo)意見》等省公司企業(yè)標準5項，編寫汕頭供電局制度7項，發(fā)明專利4項目進入實審階段，發(fā)表相關(guān)論文5篇。此外，還提出了大量建議并被省公司機巡中心采納引用，為全省推廣基于傾斜攝影的變電無人機自動巡視技術(shù)提供了有力技術(shù)支持。

五、成果應(yīng)用效益

效益一：開創(chuàng)了最為經(jīng)濟的變電站三維建模方式，大幅超前完成公司數(shù)字化指標。

基于傾斜攝影的無人機自動巡視技術(shù)路線，運維人員可以自主掌握工具的使用方法，自主建模、自主規(guī)劃航線，不需要依賴第三方廠家服務(wù)，以一個220kV變電站為例，4天時間即可高效完成從零到飛。全汕頭局僅用1月左右時間，完成全市變電站戶外設(shè)備機巡全覆蓋。

該技術(shù)路線獲得省公司的認可，并在全省范圍推廣，使公司大幅超前完成了數(shù)字變電建設(shè)行動指標要求。

效益二：“機巡”替代“人巡”實現(xiàn)減負增效。

截止目前為止，汕頭供電局建成數(shù)字化模型66個，變電無人機自動巡視累計飛行3000架次以上，巡視效率提升約3.5倍，運行維護總工作量減少19%，變電站運行維護人員可減員約6%，每年可節(jié)約用工成本約72萬元。通過無人機自動巡視累計發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱、漏油、氣壓低、外觀銹蝕等類型的缺陷34項，發(fā)現(xiàn)變電站周邊隱患2次。